神经科学研究逐步探索我们如何看待世界

神经科学家首次在我们的视觉感知变化与行走时的脚步节奏之间建立了联系。

这项发表在《自然通讯》上的研究表明， 大脑以有节奏的方式处理视觉，敏感度的上升和下降与我们脚步的节奏相对应。当从一步摆动到下一步时，人的感知很好，反应也很快。

然而，在脚步声中，我们的视力不那么敏锐，反应也变慢。

悉尼大学心理学院的主要作者马修·戴维森博士说：“这项工作揭示了感知和运动之间以前未知的关系。它弥合了实验心理学与我们自然的日常行为之间的差距。”

这项研究还证实了我们对视觉大脑以类似频闪的方式感知环境的理解。我们的感知会定期采集世界样本，然后将它们拼接在一起以创造我们的无缝体验。

然而，揭示我们视觉感知变化的新发现对于理解人类行为、我们如何与环境互动以及做出决策具有重要意义。

这项工作是由悉尼大学心理学院的Matthew Davidson 博士与同事David Alais 教授和Frans Verstraten 教授共同完成的。

戴维森博士说：“我们有意识地意识到无缝视觉流，但这是具有欺性的。我用鸭子在池塘里游泳来比喻。在表面平稳运动的背后，隐藏着大量的骑行活动。”

这项研究扩展了同一实验室的早期工作，表明视觉和声音的感知是循环的，我们的大脑每秒采集大约八个样本。

阿莱斯教授说：“这项研究的重要新发现是，在行走时，大脑对世界的采样中的这些振荡会减慢，以匹配步数周期。

“人类行走时每秒大约走两步，并且通常保持一致的节奏。报告的视觉灵敏度振荡也以每秒大约两个周期发生，并且被锁定到步进周期。在一些参与者中，这些有节奏的振荡以每秒四个周期的速度发生，但这些也被锁定在步数周期上。”

这项工作是第一次对步行过程中的视觉感知进行精细、连续的采样。如果没有虚拟现实耳机和运动跟踪，这是不可能的。

戴维森博士说：“借助 VR 技术，我们发现我们的视力每一步都会经历一个好阶段和一个坏阶段。”

目前尚不清楚为什么我们大脑的感知过程与步行如此密切相关。

阿莱斯教授说：“一个可能的解释是，当你的脚落地并计划下一步时，视觉变得次要于运动控制。一旦你进入脚步之间的摇摆阶段，大脑就会重新优先考虑对世界的感知采样，从而创造出一种与你的步速相协调的持续感知节奏。”

这些发现提出了研究小组将在进一步研究中追求的问题。例如，当我们行走时，对声音和触觉的感知也会发生变化吗?那么神经活动又如何呢?

研究小组计划跟进这些问题，以进一步了解其影响。

戴维森博士说：“一个明显的问题是，随着年龄的增长，平衡和协调方面会出现困难，老年人的感知波动是否会更加明显。

“这也提出了一种令人兴奋的可能性，即我们可以使用 VR 耳机开发廉价且简单的诊断测试，或者利用这些信息来开发针对神经肌肉疾病或某些精神疾病早期发作的测试，这些疾病可能会表现为异常步态。”

他说，它还可以应用于运动科学的进一步研究，看看这些发现是否可以应用于优化运动员的决策和反应时间。

所有这些研究的背后仍然是一个持久的谜团。如果世界是通过我们的大脑有节奏的脉冲来采样的，为什么我们的意识感知如此流畅?

Verstraten 教授说：“这曾经是哲学家的问题，但随着技术的发展，神经科学家已经能够阐明如何填补这些空白。目前的观点是，大脑是一个预测机器，可以主动构建感知并预测应该有什么并填补空白。但显然，我们需要更多的研究来加深我们的理解。”

方法

研究人员跟踪了 45 名受试者在虚拟环境中沿着 10 米小路来回行走的情况。在每次步行期间(持续约 9 秒)，受试者需要对 0 到 8 种随机视觉刺激做出反应。在固定试验中也出现了相同的刺激。跟踪眼睛和头部的运动以及步态和步行信息。

在 45 名受试者中，有 7 名受试者收集的数据不足。在 38 名受试者的数据集中，83% 的受试者对脚步的感知力下降。

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